蟠龙电站电压回路接线对运行的影响
【摘 要】本文结合多年来的工作经验，先对相关设备现状及故障现象进行了论述，然后对接线回路检查和电压回路接线方式作用展开了分析，最后对电压回路接线方式对线路保护装置的影响进行了论述。
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【关键词】蟠龙电站；电压回路接线；运行；影响
引言
蟠龙电站建成于1996年，是公司的主力发电站之一，在公司电中具有举足轻重的作用。由于雷击及线路其它故障的原因，蟠龙电站与公司电连接的110KV线路保护跳闸现象时有发生，但通过对保护动作情况的统计和综合分析发现，该电站110KV线路保护在零序保护动作时，经常出现误动、拒动等情况。
1 相关设备现状及故障现象
蟠龙电站共有三台主变压器，均为YN0d11接线组别，三台发电机与母线、所有线路与母线的同期装置均为常规式手动同期装置。建站之初，所有保护装置均为常规保护。由于设备老化及锈蚀等原因，2004年该站110KV线路保护装置进行了升级改造，改造后为许继电气公司的WXH-811型微机线路保护装置。
通过对2006年至2007年8月该站110KV线路所有的保护跳闸情况的统计和分析发现，当出现零序I段、II段、III段等相关零保护动作时，该站的保护动作基本上均不正常。有时同时导致相邻站所的保护装置越级动作。
2 接线回路检查
2007年9月3日，针对该故障现象，蟠龙电站、调试科及生产部等各级生产技术人员再次对该站所有110KV线路保护的电流回路极性、相序，电压回路极性、相序，保护装置的各项功能进行了全面的检查和试验。检查显示各电压、电流回路极性、相序正确，保护装置各项功能与整定要求完全一致。所有保护装置内各相电压、电流大小、方向与当时线路的负荷情况也完全符合。但通过检查保护装置电压回路每相对地电压发现，A相对地电压约168V，B、C相对地电压约92V，中性点N对地电压约106V。而每相对中性点电压（即相电压）正常，均为62V左右。
图1 110KV母线PT二次接线图
通过进一步分析、检查，发现电站110KV母线电压互感器二次回路接线如图1所示。星形侧A、B、C三相分别引出为A643，B643，C643；星形侧中性点N与开口三角形侧c的尾端相连并引出为N600；开口三角形侧c相引出为Sc652；b相引出为b’600；a相引出为Sa642。A643、B643、C643、N600用于110KV线路保护及相关测量、计量等回路；Sa642、N600引出为开口三角形电压，用于PT断线、接地报警等功能；Sc652、b’600引出用于110KV线路与母线同期以及10KV发电机端与主变低压侧同期。
3 电压回路接线方式作用分析
电压二次回路为反映一次系统的实际电压而设计，对电能计量、监视测量、继电保护、告警显示及电同期等均具有不可或缺的作用。经分析发现，蟠龙电站110KV母线二次电压为实现上述功能而采用了图1所示接线方式。与通常的中性点接地方式不同，该电压回路采用开口三角形b相接地方式，用于发电机组上时与机端线电压UAB进行比较。
由于主变为YN0d11接线方式，故低压侧电压较高压侧同相电压超前300，根据同期并列条件，待并列两端电压需频率、幅值相等、相位相同。根据蟠龙电站一次部分实际接线情况可知，正常运行时，110KV母线B相相电压UBN与发电机侧ab相线电压Uab，在相位上刚好相差1800。因110KV母线侧电压互感器二次开口三角形侧相电压额定值为100V，而发电机侧电压互感器二次星形侧线电压额定值也为100V。若将110KV母线侧电压互感器二次开口三角形侧B相电压调换极性引出（即b’600接地，从Sc652处引出），发电机侧取ab相线电压Uab，正好能满足同期的需要。蟠龙电站实际接线也正是如此。其中A、B、C为110KV母线侧电压向量，a、b、c为发电机侧电压向量，用于同期的110KV母线侧、发电机侧电压分别为UNB、Uab。
4 电压回路接线方式对线路保护装置的影响
技改后的110KV微机线路保护装置，各项保护功能在工作原理上与技改前仍然相同，但实现的方式不同，在零序电流保护上表现特别明显。由于零序电流保护具有方向性，动作时需用零序电压与零序电流进行方向判断，对于技改前的常规式保护，其零序电压取自110KV母线PT开口三角形电压，无论采取哪个点接地，对零序电压均无影响。但对现今的WXH-811型微机保护，由于其零序电压采取用星形侧三相电压进行合成计算的方式，故电压二次侧接地点不同，其计算出的零序电压大小和幅值在故障情况下就可能与实际不一致。
如图1所示，设接地点为0，保护装置所取电压为UAN=UA0-UN0，UBN=UB0-UN0，UCN=UC0-UN0，自产零零电压为3U0=UAN+UBN+UCN=UA0-UN0+UB0-UN0+UC0-UN0=UA0+UB0+UC0-3UN0，中性点N对地（即图1中N600、b’600间）电压为UN0=-（Ub+Uc）…①。当电正常运行于额定电压时，三相电压对称，故无零序电压（3U0=0），但星形侧中性点N对地有电压。由式①可知：UN0=-（Ub+Uc）=Ua0=100V（式中Ub、Uc分别为开口三角形侧b相、c相电压，PT变比为 KV）。
假设电运行于额定电压下，令 。当电处于故障状态时，如该站B相出口处金属性接地短路，由于110KV侧主变中性点直接接地，则B相电压 ，A、C相电压不变： ， 、 ， ，中性点电压 。保护装置自产零序电压 = = = …②。开口电压（即图1中Sa642、N600间电压） = = …③。
由式②、式③对比可见，由于PT二次星形侧中性点不接地，使保护装置自产的零序电压 与电实际的零序电压 在大小、相位上均有很大差别，将直接导致零序保护极性、出口类型发生错误，从而出现保护误动、拒动等情况。
5 改进建议
综上所述，建议根据《国家电公司十八项电重大反事故措施》要求，对原电压二次回路接线进行修改，如图2所示。
图2 母线PT电压二次回路更改接线图
当然，电压二次回路接线的更改，还需对所有用到此处电压回路的所有回路进行清理和分析，确认此接线更改不会对原有功能产生影响，同时对原来从N600引出的中线回路进行清理和分离，使原二次电压星形侧、开口三角形侧连接在一起的回路各自分至相应回路，否则将可能导致不可预料的严重后果。